虛擬化平臺下MySQL數據庫集群的搭建

邢志峰

[摘 要]近年來，虛擬化技術已在企業中得到了廣泛應用，越來越多的Web應用程序使用MySQL作為數據的管理和存儲，數據庫的高可用、數據安全、負載均衡成為了企業關注的重點。本文以河鋼集團承鋼公司企業內部的虛擬化平臺為基礎，以開源的Galera Cluster for MySQL為解決方案，搭建一套基于同步復制的多主MySQL集群。其特點是使用簡單，沒有單點故障，可用性高，能很好地保證業務不斷增長時數據的安全性和集群的擴展性。

[關鍵詞]虛擬化；MySQL數據庫；集群搭建

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.086

[中圖分類號]TP311.1 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）12-0-02

1 虛擬化技術和ESXI的介紹

虛擬化，是指通過虛擬化技術將一臺計算機虛擬為多臺邏輯計算機。在一臺計算機上同時運行多個邏輯計算機，每個邏輯計算機可運行不同的操作系統，且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。目前，虛擬化技術越來越成熟，企業為節約成本，只需購買配置較高的服務器安裝虛擬操作系統，就能把一臺服務器當做多臺服務器進行使用，既經濟實用，又管理方便。

ESXI是直接運行在裸機上的高性能、高可用性的系統架構，它給多臺虛擬機提供CPU、內存、存儲、網絡資源，Windows平臺的PC機可以通過vSphere客戶端軟件進行遠程訪問和管理。

ESXI的主要特性如下：

（1）可靠性和安全性，ESXI體系結構基于Linux的控制臺操作系統，實現可維護性和基于代理的合作伙伴集成，并直接在核 VMkernel中實現了必備的管理功能，消除了與通用操作系統相關的安全漏洞，提高了安全性和可靠性。

（2）簡化部署和配置，新的ESXI體系結構的配置項較少，因此可以極大地簡化部署和配置，且更容易保持一致性。

（3）減少管理開銷，ESXI體系結構采用基于API的合作伙伴集成模型，因此，不再需要安裝和管理第三方管理代理。利用遠程命令行腳本編寫環境，可以自動執行日常任務。

（4）虛擬機的備份與恢復功能，ESXI提供多種的備份與恢復功能，如快照、克隆、模板的導入和導出等。

（5）物理機、虛擬機的遷移，VMware Converter是一款能將物理電腦系統、VMware其他版本虛擬機鏡像，或第三方虛擬機鏡像轉化為一個虛擬機映像文件的工具，且生成的映像可以在該公司的VMware虛擬機軟件中使用。

2 MySQL數據庫集群的搭建

2.1 MySQL Galera Cluster 介紹

Galera Cluster是在名為WSRep（集合寫入式復制，Write Set Replication）的更通用的API基礎之上開發而成的。WSRep API是個獨立的開源項目，由Codership發起，它在數據庫服務器和數據復制插件之間定義了一個接口。MySQL-WSRep是MySQL的一個補丁，它在數據庫服務器中實現了WSRep API接口。安裝這個補丁之后，MySQL就可以啟動WSRep的插件，Galera是WSRep提供者，實現了同步多主節點數據復制功能，Galera replication特性具有同步復制主備無延遲、支持多主同時讀寫，保證數據一致性、集群中各節點保存全量數據、節點添加或刪除，自動檢測和配置、行級別并行復制、不需要寫binlog。

2.2 Galera的實現架構

Galera的實現架構，如圖1所示。

2.3 安裝前的準備

（1）需要至少三臺虛擬服務器，建議安裝Centos 6，數據庫為MySQL 5.5版本，為服務器分配好IP地址。

（2）準備好MySQL with WSRep、Galera等軟件安裝包。

（3）關閉系統防火墻Selinux和Iptables。

2.4 安裝部署

（1）第一個節點的安裝及配置，首先關閉系統防火墻，設置MySQL的yum源并安裝依賴包。

（2）安裝數據及服務組件，建立Cluster使用者，設置遠程登錄，修改主節點的配置文件，啟動集群服務，確認MySQL 3306端口和WSRep的4567端口處于監聽狀態。

（3）第二個節點安裝及配置其他節點，方法與安裝第一個節點類似，在修改從節點配置文件時，需要將WSRep_cluster_address的地址指向主節點。

（4）檢查各節點運行狀態，使用數據庫管理工具測試數據庫集群功能。

2.5 使用前的注意事項

（1）使用Galera必須要給MySQL-Server打WSRep補丁。可以直接使用官方提供的已經打好補丁的MySQL安裝包，如果服務器上已經安裝了標準版MySQL，需要先卸載再重新安裝。卸載前注意備份數據。

（2）MySQL/Galera集群只支持InnoDB存儲引擎。如果數據表使用的是MyISAM，需要轉換為InnoDB，否則記錄不會在多臺復制。可以在備份老數據時，為MySQLdump命令添加skip-create-options參數，這樣會去掉表結構的聲明信息，再導入集群時自動使用InnoDB引擎。不過這樣會將AUTO_INCREMENT一并去掉，已有AUTO_INCREMENT列的表，必須在導入后重新定義。

（3）MySQL 5.5及以下的InnoDB引擎不支持全文索引（FULLTEXT indexes），如果之前使用了MyISAM并建立了全文索引字段，只能安裝MySQL 5.6 with WSRep patch。

（4）所有數據表必須要有主鍵（PRIMARY），如果沒有主鍵可以建一條AUTO_INCREMENT列。

（5）MySQL/Galera集群不支持下面的查詢：LOCK/UNLOCK TABLES，不支持下面的系統變量：character_set_server、utf16、utf32及ucs2。

（6）數據庫日志不支持保存到表，只能輸出到文件（log_output = FILE），不能設置binlog-do-db、binlog-ignore-db。

（7）跟其他集群一樣，為了避免節點出現腦裂而破壞數據，建議Galera集群最低添加3個節點。

（8）在高并發的情況下，多主同時寫入時可能會發生事務沖突，此時只有一個事務請求會成功，其他的全部失敗。可以在寫入或更新失敗時，自動重試一次，再返回結果。

（9）節點中每個節點的地位是平等的，沒有主次，向任何一個節點讀寫效果都是一樣的。實際可以配合VIP/LVS或HA使用，實現高可用性。

（10）如果集群中的機器全部重啟，如機房斷電，第一臺啟動的服務器必須以空地址啟動。

主要參考文獻

[1]王春海.深入學習VMware vSphere 6[M].北京：人民郵電出版社，2016.

[2]張工廠.MySQL技術精粹——架構、高級特性、性能優化與集群實戰[M].北京：清華大學出版社，2015.